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Chapitre 1. Les réseaux ad hoc
· Sécuritéphysique limitée
: les réseaux ad hoc mobiles sont plus vulnérables par
rapport aux autres réseaux filaires et cellulaires. Cette
vulnérabilitéest due essentiellement à la nature du
médium de propagation sans fil qui rend possibles certaines attaques
malicieuses allant de l'écoute clandestine passive aux
interférences actives. D'autres attaques redoutables, dues à la
topologie du réseau, peuvent aussi être envisagées comme
par exemple l'attaque WormHole2 [3].
FIGURE 1.3 - La mobilitédans les réseaux ad
hoc
1.4.3 Domaine d'application [4]
Les applications ayant recours aux réseaux ad hoc
couvrent un très large spectre, incluant les applications militaires et
de tactiques, les bases de données parallèles, l'enseignement
à distance, les systèmes de fichiers répartis, la
simulation distribuée interactive et plus simplement les applications de
calcul distribuéou méta-computing.
Parmi les domaines d'application les plus fondamentaux on peut
citer :
· Domaine militaire : Lors
d'interventions en milieu hostile, il peut être difficile ou trop
encombrant d'utiliser un réseau à infrastructure. Les
réseaux sans fil sont parfaitement bien adaptés à ce type
d'environnement oùles déplacements restent peu rapides et peu
soutenus.
· Urgences et catastrophes naturelles :
Il sera indispensable de disposer rapidement d'un réseau qui remplace le
réseau détruit pour organiser les secours et les
opérations de sauvetage.
· Les applications industrielles : Des
scénarios plus complexes dans le domaine industriel peuvent former un
MANET.
· Aéronautique : Ce
système peut être vu comme un réseau ad hoc mobile dont les
noeuds sont les avions civils en vol. Grâce à plusieurs sauts
successifs au travers d'avions relais, chaque avion doit pouvoir joindre le sol
sans être à portée directe d'une station.
2. Dans une attaque WormHole, un attaquant reçoit
des paquets dans un point du réseau, puis les encapsule vers un autre
attaquant pour les réintroduire dans le réseau.
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Chapitre 1. Les réseaux ad hoc
D'une façon générale, les réseaux
ad hoc sont utilisés dans toute application oùle
déploiement d'une infrastructure réseau filaire est trop
contraignant, soit parce qu'elle est difficile à mettre en place, ou la
durée d'installation du réseau qui ne justifie pas de
câblage à demeure.
1.4.4 Problèmes et contraintes spécifiques
des réseaux sans fils
De par la nature du canal radio, un certain nombre de
problèmes se posent qui ne trouvent pas d'équivalent dans le
monde filaire. On peut citer en particulier :
- Un débit plus faible : Par rapport
à un équivalent filaire. Il faut donc que la gestion du
réseau occupe la part la plus réduite possible des maigres
ressources en bande passante.
- Une atténuation rapide du signal :
En fonction de la distance (bien plus rapide que sur un câble) qui induit
l'impossibilitépour un émetteur de détecter une collision
au moment même oùil transmet. Dans un réseau filaire, un
émetteur sait qu'il y a collision quand le signal qu'il lit sur le
câble est différent de celui qu'il cherche à émettre
. Dans un réseaux sans fil, un signal venant d'un autre noeud est
tellement atténuépar la distance qu'il ne provoquera que des
perturbations négligeables par rapport au signal émis
localement.
- Les interférences : Les liens radios
ne sont pas isolés et le nombre de canaux disponibles est limité,
il faut donc les partager. Les interférences peuvent être de
natures diverses. Par exemple, des émetteurs travaillant à des
fréquences trop proches peuvent interférer entre eux.
L'environnement lui-même peut également produire des
bruits parasites (certains équipements électriques, certains
moteurs,.. .) qui interfèrent avec les communications. Il peut aussi
déformer le signal et le rendre rapidement incompréhensible
à cause des phénomènes d'atténuation, de
réflexion ou de chemins multiples (l'atténuation et la
réflexion varient en fonction des matériaux rencontrés; le
problème des chemins multiples apparaît lorsque des
réflexion d'une même onde par des chemins différents
arrivent de manière décalée dans le temps au
récepteur, se chevauchent, et forment un tout plus difficile à
analyser).
Ces problèmes font que les taux d'erreurs de
transmission dans les réseaux radio sont nettement plus
élevés que dans les réseaux filaires. Cela a un impact non
négligeable sur les protocoles de niveau supérieur. TCP
(Transmission Control Protocol)en particulier est particulièrement
vulnérable, car il interprète les pertes de paquets comme
étant dues à de la congestion sur le réseau. Quand TCP
détecte de la congestion, il cherche à l'atténuer en
réduisant la taille de sa fenêtre d'émission [5].
Malheureusement, dans le cas présent, c'est exactement l'inverse qu'il
faudrait faire, les paquets perdus doivent être réémis au
plus vite. TCP Westwook [6] est une variante de TCP qui cherche à
corriger ce problème en estimant la bande passante de bout en bout et en
gérant différemment la réduction de la taille de sa
fenêtre.
Il faut ajouter également que des interférences
ou des changements persistants dans l'en-vironnement conduisent à une
grande versatilitédes liens, qui peuvent apparaître ou être
coupés de manière durable à tout moment.
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Chapitre 1. Les réseaux ad hoc
- La puissance du signal : Non seulement elle
est rapidement atténuée avec la distance, mais elle est
également limitée par des réglementations très
strictes. Un émetteurs ne peut donc dépasser une certaine
puissance à l'émission.
- Contrainte d'énergie : Les
applications relatives aux réseaux sans fil ont en général
un caractère nomade et tirent leur autonomie de batteries. La puissance
d'émission a un impact important sur la quantitéd'énergie
utilisée, tout en la réduisant.
- Une faible sécurité: Le canal
radio est très vulnérable aux attaques passives. Les protections
ne pouvant pas se faire de manière physique, elles doivent être
mises en place de manière logique, avec de la cryptographie ou
éventuellement des antennes très directionnelles. Mais le canal
radio restera vulnérable à un brouillage massif (attaque par
déni de service (DDoS attack)).
- La mobilité: L'impact de la
mobilitéest important à différents niveaux; du point de
vue des couches basses (Physique et MAC »Media Access Control»),
l'affectation des fréquences à des zones géographiques est
inconcevable; d'autre part les mécanismes d'accès au
médium utilisant des horloges globales seront également
inutilisables (TDMA par exemple a besoin d'une grande synchronisation des
horloges qui est impossible dans ce contexte). À un niveau plus
élevé, dans les réseaux à stations de base (en
particulier à grande échelle comme dans les réseaux de
téléphonie mobile), le routage est effectuédans la partie
fixe du réseau. Dans le cas des réseaux ad hoc, l'ensemble du
routage doit fonctionner sur les mobiles et de façon totalement
distribuée. Cela nécessite de nouveaux algorithmes et les
contraintes à leur réalisation sont plus importantes.
- La qualitéde service : De nombreuses
applications ont besoin de certaines garanties relatives par exemple au
débit, au délai ou encore à la gigue. Dans les
réseau ad hoc, ces garanties sont très difficiles à
obtenir. Ceci est dùà la nature du canal radio d'une
part(interférences et taux d'erreur élevés) et au fait que
des liens entre des mobiles peuvent avoir à se partager les ressources
(alors qu'en filaire, deux liens sont par définition
indépendants). De ce fait, les protocoles de qualitéde service
habituels (par exemple IntServ/RSVP ou Diff-Serv) ne sont pas
utilisables directement dans le mode ad hoc et des solutions spécifiques
doivent être proposés [7].
1.5 Le routage dans les réseaux MANET
Le routage est une méthode à travers laquelle
une information donnée est transitée depuis un émetteur
vers un destinataire. Le problème du routage ne se résume pas
seulement à trouver un chemin entre les deux noeuds du réseau,
mais encore à trouver un acheminement optimal et la transmission des
paquets de données de qualité.
Chapitre 1. Les réseaux ad hoc
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